Особливості вибухів нейтронної зброї

Нейтронною зброєю умовно називають ядерні та термоядерні боєприпаси малої та надмалої потужності (2—0,5 кг).

Уражаючі чинники: проникаюча радіація, ударна хвиля, світлове випромінювання та радіоактивне зараження (розподіл у відсотках див. в табл. 12).

Таблиця 12 Уражаючі фактори нейтронної зброї

 

Вид заряду	ПР	УХ	СВ	РЗ
Поділ
Синтез

Головний уражаючий фактор НЗ - проникаюча радіація -по­токи нейтронів та інших часток з енергією до 14 МеВ. Під час вибу­ху нейтронного боєприпасу потужністю 1 кт у радіусі 500 м усе буде зруйноване УХ та СВ. У радіусі 1 км гинуть люди протягом короткого часу від ПР, в радіусі 2 км (важка променева хвороба) люди гинуть протягом декількох тижнів. Зона дії ПР у 2 рази більша, ніж у звичайної ядерної зброї, а доза опромінення більша у 10 разів.

3.3. Аварії з викидом радіоактивних речовин

Основні поняття

Серед надзвичайних ситуацій особливе місце займають спри­чинені аваріями з викидом PP. Радіоактивне забруднення місце­вості викликає необхідність швидкої евакуації населення, про-

3. Безпека життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях

мислових підприємств, проведення дорогих засобів дезактивації місцевості, може призвести до численних жертв і захворювань населення.

В теперішній час аварії на виробництвах з викидом РР мож­ливі на атомних електростанціях (АЕС), підприємствах з виго­товлення ядерного палива, на підприємтствах переробки та захо­ронения відпрацьованого ядерного палива і радіоактивних відходів (усі ці виробництва називаються підприємствами ядер­ного циклу - ПЯЦ), а також у науково-дослідних і проектних установах, які мають ядерні реактори, та на об'єктах транспорту, де використовуються ядерні енергетичні установки.

Найбільшу небезпеку для людини становлять аварії на АЕС.

Міжнародною комісією з атомної енергетики (МАГATE) вста­новлено вісім рівнів небезпеки аварій на АЕС (аналогічно до сей­смічних показників оцінки землетрусу за Ріхтером).

Відлік починається з нульового рівня, куди відносяться події, які не мають істотного значення для безпеки. Рівні з першого по третій — це події чи інциденти незначного, середнього серйозного ступенів. Незначні інциденти називають ще аномаліями. Події з четвертого по сьомий рівні - це вже аварії: в межах АЕС, з ризи­ком для навколишнього середовища, важкі і глобальні.

Перші два рівні не завдають реальної загрози для людей і при­роди. Вони пов'язані лише зі зниженням готовності захисних си­стем енергоблоку. Події третього рівня — це часткова втрата одно­го з елементів глибокоешелонованого захисту чи переопромінен-ня персоналу станції, чи незначний викид радіоактивності, який не перевищує встановлених обмежень, тобто йдеться про потенц­ійну (а не реальну) небезпеку.

Рівні з четвертого по сьомий (аварії) пов'язані з радіоактив­ними викидами і вони можуть бути спричинені пошкодженням реактора. Наприклад, Чорнобильська катастрофа належить до сьомого рівня. Аварія в США на АЕС «Три Майлс Айленд» у 1979 р. — до п'ятого.

Треба підкреслити, що за цією шкалою події оцінюються лише з точки зору ядерної і радіаційної безпеки. А події, не пов'язані з безпекою, класифікують як ті, що поза шкалою.

Аварії на АЕС залишаються значним чинником виникнення НС.

Я.І. Бедрш. Безпека життєдіяльності

3.3.2. Основні відмінності аварій на АЕС від ядерних вибухів

Аварії на АЕС мають значні відмінності від ядерних вибухів. Розмір та конфігурація зони зараження

Ядерний вибух триває відносно короткий час. Радіоактивне зараження місцевості відбувається у порівняно вузькому напрям­ку, залежно від сили в момент вибуху вітру. Розмір зони заражен­ня визначається потужністю вибуху та, в основному, швидкості вітру. Розмір такої зони можна прогнозувати.

Аварія на АЕС характеризується більшою тривалістю викидів (залежно від часу ліквідації аварії). За цей час напрямок вітру може змінюватися. Тому розмір і конфігурацію зони практично немож­ливо ні прогнозувати, ні розраховувати (при аварії на ЧАЕС ос­новні викиди тривали 10 днів, викиди меншої інтенсивності - ще 22 дні). Крім того, при аваріях на АЕС виникають дрібнодисперсні аерозолі розміром 0,5-3 мкм, в той час як при ядерному вибуху -великодисперсні розміром понад 60 мкм.

Аерозолі, що виникають під час аварій на АЕС здатні трива­лий час перебувати у зваженому стані та поширюватися під впли­вом вітру на великі відстані. Аерозолі ядерного вибуху переміша­ються з частками ґрунту і порівняно швидко (8-Ю год.) осідають на землю. Ці фактори призводять до того, що зона радіоактивно­го зараження при аваріях на АЕС значно перевищує область зара­ження, що виникає під час ядерного вибуху.

При аварії на ЧАЕС створилася зона зараження площею по­над 28 тис. км², на якій проживає понад 1 млн осіб. Слід радіоак­тивної хмари спостерігався за декілька тисяч кілометрів (Китай, США). Спочатку поширенення радіоактивної хмари відбувалося в західному та північному напрямках, потім у північному, наступні декілька днів - у південному напрямку. Забруднені повітряні маси розповсюдились на значні відстані по території Білорусії, Украї­ни та Росії, а також за межами СРСР. Через 15 днів рівень гамма-фону 5 мР/год. був зафіксований на відстані 50-60 км на захід і 35-40 км на північ від АЕС. У Києві рівень радіації збільшився на декілька десятих мР/год.

Усього в тією чи іншою мірою забрудненими радіонуклідами виявилися 11 областей, в яких проживало 17 млн чоловік. Сліди радіоактивних речовин були виявлені у Швеції, Польщі, Англії та інших країнах.

3. Безпека життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях

Радіонуклідний вміст викидів

Атомні електростанції проектувалися та будувалися з висо­кою надійністю. Вчені мали надію отримати джерело електрое­нергії, абсолютно безпечне в експлуатації. Теоретично ймовірність аварій становить 1,7х10⁷ (за розрахунками німецьких вчених), 1,7х10⁶ (за розрахунками шведських вчених).

При всій своїй потенційній небезпеці атомна енергетика еко­логічно чистіша, ніж теплова. Звичайні електростанції у 100 разів більше, ніж атомні, забруднюють навколишнє середовище вики­дами, у тому числі й радіоактивними (ізотопи урану, торію, ка­лію). У вугіллі, наприклад, міститься ізотоп вуглеводню, який при спалюванні надходить в атмосферу. У цілому радіоактивне забруднення від теплових електростанцій значно більше, ніж від атомних.

При спалюванні вугілля, нафти, газу щорічно викидається в атмосферу 200-250 млн т попелу та близько 60 млн т сірчистого ангідриду. Щодо розрахунків вчених, то до 2100 р. ці викиди мо­жуть зрости до 1,5 млрд т та 400 млн т відповідно. Сірчистий газ викликає «кислотні дощі», а висока концентрація вуглекислого газу і метану може викликати парниковий ефект та спричинити значне потепління клімату.

Атомні електростанції для людей, які живуть поблизу, ста­новлять ризик - можна отримати дозу опромінення більше 60 мбер за рік. Це, безумовно, небезпечна величина опромінення.

Таким чином, порівняно з традиційними технологіями ви­робництва електроенергії, атомна енергетика дає можливість от­римати чистіше виробництво.

У світі побудовано та функціонує 458 АЕС (1991 p.). Ядерна енергетика забезпечує виробництво 16% світового електропоста­чання (1987 р.). В деяких країнах частка електроенергії, яку ви­робляють АЕС, достатньо велика: Франція - 70%, Бельгія - 67%, Швеція - 50%, Канада - 14,7%, США -16,6%,СРСР - 12% (всі дані 1987-1988 p.).

Практично за час експлуатації АЕС відбулися три значні аварії:

- 1961 р. - в Айдахо-Фолсі (в реакторі відбувся вибух), США;

- 1979 p. - на АЕС «Тримайл-Айленд» у Гарисберзі, США;

- 1986 p. - на Чорнобильській АЕС в Україна.

Я.І. Бедрій. Безпека життєдіяльності

Отже, практично ймовірність аварій на АЕС становить один раз на 10 років. Усього ж за час існування атомної енергетики зареєстровано майже 800 різноманітних подій на АЕС різного сту­пеня з різноманітними наслідками, з викидом радіоактивних ре­човин - 296.

Постраждало від аварій 136675 осіб (Чорнобиль — 135 тисяч осіб), смертельних випадків від радіації - 69 (за іншими даними, лише у Чорнобилі загинуло понад 8 тис. чоловік).

Ядерний вибух характеризується надвеликою швидкістю ре­акції та виникненням спалаху нейтронів величезної активності. Крім того, після вибуху виникають продукти поділу, серед яких більшість - короткоживучі. Пояснюється це тим, що під час ядер­ного вибуху викидаються РР у момент їх утворення.

Ядерні реакції на АЕС мають певні особливості. Ядерним па­ливом на АЕС є уран-238, малозбагачений ураном-235 (на 1 т дво­окису урану-238 додається 20 кг ядерного палива урану-235). Всього в один реактор завантажується 180 т урану.

У ядерних реакторах АЕС процес відбувається тривалий час (роки). На ЧАЕС до моменту аварії реактор експлуатувався май­же три роки. Тому у відпрацьованому паливі міститься більше довгоживучих елементів: плутонію-239, стронцію-90, цезію тощо.

Всі радіонукліди, які при аваріях АЕС можуть забруднити на­вколишнє середовище, умовно розбиваються на три групи:

- благородні гази — ізотопи криптону і ксенону з періодом напіврозпаду від декількох годин до кількох діб;

- леткі речовини - ізотопи йоду, цезію і церію з періодом напіврозпаду (крім цезію) від декількох годин до декількох со­тень діб;

- нелеткі довгоживучі речовини — ізотопи плутонію і строн­цію з періодом напіврозпаду до сотень років.

При аварії на ЧАЕС у викидах із аварійного реактора було виділено 23 основні радіонукліди. Спочатку найбільшу небезпе­ку становив йод-131. Хоча його період напіврозпаду становить менше ніж 8 діб, він дуже активно засвоюється живими організ­мами, потрапляючи всередину з харчовими та накопичуючисьтам.

З часом велику небезпеку почав становити цезій-134 (період напіврозпаду - 2 роки) та цезій-137 (30 років), стронцій-90 (28

3. Безпека життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях

років), плутоній-239(20 000 років). Небезпечний вміст цезію у м'ясі овець виявився навіть в Англії через 15 місяців після катас­трофи у Чорнобилі.

Таким чином, вміст радіонуклідів аварійних викидів з реак­торів АЕС характеризується відносно великою кількістю довго-живучих ізотопів.

Зміна активності радіоактивних речовин. Порівняємо актив­ності РР, які виникають під час ядерного вибуху (1 Мт) та аварії ядерного реактора потужністю 1 ГВт (рис. 27).

У перший момент радіоактивність ядерного вибуху приблиз­но у 100 разів вища, ніж РР ядерного реактора. Через декілька діб вони вирівнюються, а потім протягом довгого часу (місяці та роки) радіоактивність РР аварійних викидів з ядерних реакторів істотно перевищує радіоактивність продуктів розпаду ядерного вибуху.

Активність РР, БК

Так, через рік радіоактивність викидів АЕС приблизно у 10 разів, а через 5 років у 100 разів перевищує радіоактивність про­дуктів ядерного вибуху. Відповідно змінюється й рівень радіації зараженої місцевості.

Загалом рівень радіації зменшується згідно з наведеною ниж­че формулою:

Я.І. Бедрій. Безпека життєдіяльності

3. Безпека життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях

цезій-137 (ЗО років). Частка ізотопів стронцію-90 і плутонію-239 відносно невелика.

Для аварії на ЧАЕС сумарний вплив основної маси ізотопів буде тривати близько 10 років, після чого рівень радіації визнача­тиметься цезієм-137. Практично у 30 кілометровій зоні рівень радіації становив:

- 1 липня 1986 р. - 6 мР/год;

- 1 липня 1987 р. - 0,6 мР/год;

- 1 липня 1991 р. - 0,26 мР/год;

- у 1996 р. очікується 0,2 мР/год

Можна орієнтовно оцінити, яку дозу опромінення отримає населення внаслідок тривалого проживання на забрудненій місцевості. Людина, яка поселиться у цій зоні, через 10 років після аварії за 60 років життя може отримати таку дозу опромі­нення:

Таким чином, тривале проживання на зараженій після чорно­бильської аварії місцевості буде неможливе й через десятки років (без дезактивації місцевості).

Порівняння наслідків ядерних вибухів і аварій на АЕС пока­зує, що через невеликий проміжок часу після вибуху його на­слідки істотно більші, але іноді завдана шкода від аварій на АЕС зменшується значно повільніше.

3.3.3. Уроки аварій на АЕС

3.3.3.1. Аварія у Гарисберзі

28 березня 1979 р. близько 4-ї години ранку за місцевим часом в системі охолодження АЕС «Тримайл-Айленд» відмовив насос. Реактор автоматично відключився. Радіоактивна пара вийшла в атмосферу. Співробітників вивезли з небезпечної зони, під'їзд до АЕС перекрили.

29 березня в реакторі виникла газова бульбашка, яка пере­шкоджала циркуляції охолоджувальної води. Рівень радіації в районі Гарисберга - 0,3 мбер/год.

Я. І. Бедрій. Безпека життєдіяльності

ЗО березня - новий викид радіоактивних парів в атмосферу. Рівень радіації підвищився до 20-25 мбер/год. Мешканцям п'ятимильоної зони не рекомендують виходити із будинків. По­над мільйон осіб, котрі проживають у радіусі 25 км від АЕС, готуються до евакуації.

Зіберезня представник АЕС повідомив про зменшення аномальної активності реактора. Евакуація відміняється.

1 квітня знову з'явилась газова бульбашка. 60 тис. чоловік покинули небезпечну зону.

2 квітня газова бульбашка в реакторі зменшується. Евакуація знову відміняється.

3 квітня об'єм бульбашки ще більше зменшується, небезпека катастрофи відступила.

4 квітня газова бульбашка в активній зоні реактора зникла.

5 квітня 80 тис. осіб повернулися додому.

На думку американських спеціалістів, аварія на АЕС «Три-майл-Айленд» поблизу Гарисберга «не досягла таких маштабів, щоб її можна було назвати катастрофою».

3.3.3.2. Катастрофа на Чорнобильській АЕС

Аварія в Чорнобилі стала класичним прикладом техногенної катастрофи. Причиною того, що трапилося, були непередбачені помилки персоналу електростанції, які порушили регламент та режим експлуатації енергоблоку і спричинили ситуацію, в котрій проявилися недоліки в конструкції АЕС (усунені тепер). Конст­руктори не змогли передбачити поєднання такої великої кількості порушень правил експлуатації з боку тих осіб, котрі безпосеред­ньо віповідали за безпеку експлуатації станції.

Некомпетентність, безідповідальність людей та низька надійність техніки стали причиною цієї трагедії.

Ядерним паливом на АЕС є уран-238 (двоокис урану), збага­чений ураном-235 — 20 кг урану-235 на 1 т урану-238. Ядерне паливо вводиться у реактор у вигляді трубок із цирконієвого спла­ву, в котрих розміщуються таблетки урану циліндричної форми.

Назва цієї конструкції — твел — теплоутворювальний елемент. Твели розташовуються в активній зоні у вигляді збірок по 18 тру­бок. Усього 1800 збірок, розміщених у графітовій кладці з верти­кальними технологічними каналами. У графіті циркулює тепло-

3. Безпека життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях

носій, який забирає утворене при ядерній реакції тепло. Вода на­грівається до кипіння, пара надходить до турбін, які виробляють електроенерігію.

Весь кругообіг води здійснюють 8 циркуляційних насосів - 6 працючих та 2 резервних. Реактор розташований всередині бе­тонної шахти. Графітова кладка розміщена у циліндричному кор­пусі. Розмір активної зони — 7 м у висоту, та діаметром 12 м. Весь апарат спирається на бетонну основу, під якою розташований ба­сейн системи локалізації аварії.

Ланцюгова реакція в реакторі йде з коефіцієнтом ефектив­ності 1,0—1,064. Чим вищий цей коефіцієнт, тим вищі темпера­тура пари та потужність реактора. Якщо коефіцієнт буде вищий 1,064, режим стане некерованим. Регулювання швидкості про­тікання ланцюгової реакції здійснюється за допомогою спеціаль­них стержнів-поглиначів нейтронів із бористої сталі. Вони вво­дяться (чи виводяться) в активну зону та регулюють кількість нейтронів, що діють в реакторі. Усього в реакторі 211 стержнів-поглиначів. Вони забезпечують пуск, ручне, автоматичне регу­лювання потужності, планові та аварійні зупинення реактора. За своїм функціональним призначенням стержні діляться на три ос­новні групи:

—автоматичного регулювання,

—ручного регулювання,

—аварійного захисту.

При сигналі захисту в активну зону вводяться усі стержні. Передбачена система аварійного охолодження реактора.

Розглянемо хронологію аварії. Аварія відбулася на 4-му блоці Чорнобильської АЕС 26 квітня 1986 р. приблизно о 1-й годині 23 хвилини.

25 квітня планувалася зупинка реактора на планово-поперед­жувальний ремонт з проведенням перед зупинкою деяких експе­риментів.

Картину аварії краше простежити по годинах. 13-та година 00 хвилин — відповідно до графіка зупинки персонал приступив до зниження потужності реактора.

14-та година 00 хвилин - згідно з програмою експерименту відключається система аварійного охолодження реактора. Ос­кільки без цієї системи реактор не повинен експлуатуватися, його потрібно зупинити, але диспетчер «Київенерго» не дав дозволу на

 

Я.І. Бедрій. Безпека життєдіяльності

глушення реактора, і він продовжував працювати, що є найбру-тальнішим порушенням. При роботі із зниженою потужністю в реакторі збільшується кількість ксенона-135, який має влас­тивість поглинати нейтрони - «нейтронна отрута». «Нейтронна отрута», тривалий час впливаючи на ядерні процеси, практично робить їх некерованими. Реактор повинен бути зупинений, доки «нейтронна орута» не розпадеться (період напіврозпаду близько 9 годин). Крім того, перенесення часу зупинення реактора змінило умови експерименту і його почала проводити не та зміна, що го­тувалася.

О 23-й годині 10 хвилин отримано дозвіл на зупинення реак­тора, розпочалося зниження потужності. Але оператор не спра­вився з керуванням і потужність швидко впала майже до нуля. Реактор повинен був обов'язково глушитися, але персонал роз­почав нове підвищення потужності, чого в жодному разі робити не можна. Потрібно було обов'язково зупинити реактор. Про це було відомо кожному. Але оператори близько двох годин пробу­вали підвищити потужність, щоб виконати запланований експе­римент. Потужність підвищувалася шляхом виведення стержнів регулювання із активної зони.

0 1-й годині 00 хвилин 26 квітня вдалося підняти потужність реактора і стабілізувати її на рівні 200 МВт (замість 1000—700 відпо­відно до програми експериментів). Однак експеримент продов­жувався.

1-ша година 30 хвилин — оператор вивів стержні автоматич­ного регулювання (поглинача нейтронів) з активної зони за до­помогою ручного регулювання. Це категорично заборонено. Внас­лідок цього реактор опинився у некерованому стані і його по­тужність швидко почала збільшуватись (майже у 100 разів понад норму). Температура пари перевищила граничні межі. її тиск по­чав перевищувати межу стійкості конструкції реактора.

1-ша година 20 секунд - розпочато експеримент з турбогене­ратором. Був вимкнений ще один захист. Реактор опинився у та­кому стані, що навіть невелике збільшення потужності викликає надмірне зростання об'ємного паровмісту.

1-ша година 23 хвилини 40 секунд - керівник зміни, зрозум­івши небезпеку, дав команду опустити стержні регулювання по­тужності. Стержні пішли униз, але швидко зупинилися. Опера­тор зробив спробу опустити їх дією своєї ваги, але було вже пізно.

3. Безпека життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях

В реакторі відбувся тепловиий вибух, зруйнувавши при­міщення та спричинивши пожежу і тривалі викиди РР в атмосфе­ру-

Порушеннями були:

—реактор був переведений у важкокерований і тому заборо­нений інструкціями режим;

—сигналізація тривоги була вимкнена персоналом;

—реактор не був зупинений в критичний момент, що призве­ло до різкого збільшення швидкості ланцюгової реакції.

Причини аварії:

—грубі помилки персоналу, який проводив експеримент, особ­ливо з техніки безпеки;

—недостатній нагляд державних органів як за експлуатацією реактора, так і за експериментом на ньому;

—недостатня кваліфікація персоналу;

—недоліки конструкції реактора;

—недостатньо автоматизована й обладнана система безпеки. Якби сама конструкція реактора за своєю природою забезпечува­ла гальмування, а не збільшення, як в цьому випадку, потуж­ності, та якби обслуговуючий персонал за рівнем навчання та підготовки міг прогнозувати наслідки своїх дій, то вибух не відбувся б. Чорнобильська катастрофа на АЕС стала нашим на­ціональним лихом.

3.3.4. Порівняльна оцінка впливу на людину природних та техногенних випромінювань

Радіоактивність та іонізуюче випромінювання існували на Землі і в Космосі ще задовго до появи життя. Радіоактивні еле­менти ввійшли цо складу Землі з моменту її зародження. Космічні промені, сонячна енергія безперервно опромінюють все живе. Людина протягом всього свого життя відчуває вплив природного радіаційного фону. Цивілізація доклала до цього фону додаткову дозу від будівельних матеріалів, вугілля та інших техногенних джерел, від медичних апаратів. Збільшився радіаційний фон після ядерниих випробувань в атмосфері, викидів АЕС та інших реак­торів.

Таким чином, усі джерела радіації, які опромінюють людину, поділяють на чотири групи:

Я.І. Бедрій. Безпека життєдіяльності

—природний радіаційний фон;

—техногенний фон від природних радіонуклідів;

—медичний фон від джерел, що використовуються в меди­цині;

-глобальний фон, який утворився після ядерних випробу­вань та внаслідок роботи різних ядерних реакторів.

Природний радіаційний фон утворюється випромінюванням земної кори, випромінюваннями радіонуклідів, які існують в повітрі, воді, їжі, сонячною радіацією та космічними променями. Навіть тіло людини та його внутрішні органи радіоактивні з мо­менту їх народження. Сумарна поглинута доза складається за ра­хунок зовнішнього і внутрішнього опромінення.

Основні радіоактивні ізотопи, які зустрічаються в породах Землі - це калій-40, рубідій-87 та члени двох радіоактивних ро­дин, утворених після розпаду урану-238 та торію-232 - довгожи-вучих ізотопів, що увійшли до складу земних порід з моменту їх утворення.

Рівні земної радіації неоднакові для різних місць земної кулі залежно від концентрації радіонуклідів у іій чи іншій ділянці. 95% населення живе в районах, де доза опромінення становить 30-60 мбер за рік. В деяких районах ця доза значно більша -близько 3% населення отримує дозу 100 мбер/рік, а 15% — по­над 140 мбер/рік. Існують райони з набагато вищою дозою оп­ромінення.

Найбільшу дозу отримують 12 000 жителів Гуарпарі (курорт­не місто, населення якого влітку збільшується на 30 000 чоловік) - близько 800-1500 мбер/рік. Причому на окремих ділянках пляжів цього міста рівень радіації становить 17 500 мбер/рік.

Друге місце за отриманою дозою займають жителі штату Ке­рала в Індії. 70 000 осіб живуть на вузькій прибережній зоні зав­довжки 55 км, піски якої багаті на торій. їх доза - 380 мбер/рік, для деяких ділянок - 870 мбер/рік.

Райони з підвищеним рівнем земної радіації є практично в усіх країнах. В Україні це м. Хмельник "Вінницької області, Жи­томирська, Кірово-градська області; в Грузії - м. Боржомі.

Істотно велику дозу людина отримує від РР, які потрапили в організм з їжею, водою, повітрям. Близько 18 мбер/рік отримує­мо за рахунок ізотопів калію-40, який надходить в організм ра­зом з іншими нерадіоактивними ізотопами калію, радію, по-

3. Безпека життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях

трібними для життєдіяльності. З рибою та іншими морськими продуктами в організм потрапляють радіонукліди свинець-210 та полоній-210. Полоній-210 потрапляє також з м'ясом, чаєм, рослинною їжею. Найбільшу радіоактивність серед рослинних продуктів мають горох, жито, пшениця, картопля, огірки. Яло­вичина майже в 3 рази радіоактивніша, ніж свинина.

У цілому за рахунок внутрішнього опромінення людина от­римує близько 40 мбер за рік.

Радіаційний фон, утворений космічним промінням та соняч­ною радіацією, залежить від висоти проживає людини. Люди, які живуть на рівні моря, отримують сумарну дозу близько 10 мбер за рік. На висоті 2 000 м ця величина у декілька разів більша. На висоті 12 000 м (максимальна висота польотів пасажирських літаків) рівень фону збільшується в 25 разів. Найбільшому опро­міненню підлягають космонавти. На висоті 200-400 км космо­навт за рік може отримати 10—15 бер. Рекордну дозу, 16 бер, отри­мали американські астронавти під час 84-добового польоту на орбітальній станції «Скайлеб» при висоті польоту 433 км.

Сумарна доза, отримана в середньому людиною за рахунок природного радіаційного фону, становить 115 мбер/рік (земні джерела радіації— 45, внутрішні опромінення природного поход­ження — 40, космічний фон — ЗО).

Техногенний фон від природних радіонуклідів формується за рахунок випромінювань будівельних матеріалів, природного газу, води, спалювання вугілля та від інших джерел. Цей фон здійснюється випромінюванням РР, які містяться складі камін­ня, бетону, інших будівельних матеріалів (особливо шифер) -уран, торій та інші. Чим товстіші кам'яні стіни, тим надійніше вони захищають від зовнішніх випромінювань, але водночас вони формують істотно більшу дозу за рахунок власних випроміню­вань.

Зовсім недавно вчені виявили, що найвагомішим джерелом радіації є невидимий, без смаку і запаху важкий газ (в 7,5 разу важчий за повітря) - радон. У природі радон зустрічається у ви­гляді двох ізотопів: радон-222 - продукт розпаду урану-238, та радон - 220 - продукт розпаду торію-232. Радон випромінюється усіма будівельними матеріалами і грунтом (60 кБк/добу), при­родним газом, який використовується в побутових приміщеннях (З кБк/добу), водою з підземних джерел (4 кБк/добу). Радон кон-

Я.І. Бедрій. Безпека життєдіяльності

центрується в повітрі житлових приміщень, коли вони ізольо­вані від зовнішнього середовища (зачинені вікна та кватирки). Найбільша концентрація радону - у ванній кімнаті та кухні. Су­марна еквівалентна доза, отримана людиною за рахунок випром­інювання радону, за розрахунками вчених, становить близько 100 мбер/рік.

Джерелами радіації техногенного походження є також вугіл­ля, мінеральні добрива. При спалюванні вугілля утворюється зольний пил, який викидають труби електростанцій, котелень, пічні труби будинків. Теплові електростанції формують радіа­ційний фон, який у 100 разів перевищує фон атомних електро­станцій.

Серед мінеральних добрив найрадіоактивніші фосфати. Ра­діоізотопи потрапляють всередину людини з рослинною та мо­лочною їжею, з м'ясом.

У цілому техногенний фон від природних радіонуклідів фор­мує еквівалентну дозу 105 мбер/рік.

Останнім десятиріччям людина створила декілька видів штуч­них джерел іонізуючих випромінювань. Це різні радіоапарати (те­левізійні та дисплейні екрани), світлові циферблати, пристрої, де використовуються радіоактивні елементи.

Сумарна доза від техногенного фону джерел, створених лю­диною, оцінюється у 60 мбер/рік.

Медичний фон формується апаратами, які використовують як для діагностики, так й для лікування. Одним із найпоширені­ших апаратів - джерел іонізуючих випромінювань є рентгенівсь­кий апарат. За деякими даними, під час флюорографії грудної клітки людина отримує дозу 0,37 бер, рентгенографія зубів -З бер, рентгенографія шлунка - 30 бер. Значно поширені методи діагностики з використанням радіоактивних ізотопів. Індивіду­альні дози, отримані різними людьми, варіюються від нуля до дуже великих доз (у пацієнтів, які лікуються від раку).

Німецькі вчені вважають, що медична доза радіації не повин­на перевищувати 170 мбер. В теперішній час у розвинених краї­нах вона коливається від 75 до 120 мбер, становлячи в середньому 50 мбер. Для наших умов при відносно низькій якості рентгені­вських апаратів, недбалому поводженні з ними та при недостатній кваліфікації медичного персоналу можна припустити, що еквіва­лентна доза медичного фону становить 120 мбер/рік.

3. Безпека життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях

Глобальний радіаційний фон від випробувань ядерної зброї, який утворюється від випадання радіоактивних опадів, був мак­симальним в період з 1954 по 1978 pp. (максимальна кількість випробувань була проведена а в 1954-1958 pp. та в 1961 — 1963 pp.). В той час різко зріс вміст в харчових продуктах строн-цію-90, цезію-137. Після припинення випробувальних вибухів в атмосфері (останнє випробування проведене у 1980 році) глобаль­ний радіаційний фон ядерних вибухів істотно зменшився й ста­новить тепер 2—5 мбер/рік, а згідно з деякими даними — 5— 30 мбер/рік. Атомна енергетика, інші ядерні реактори при нор­мальній експлуатації, урановидобувната переробна промисловість збільшують глобальний фон незначно. Це збільшення становить за деякими даними 0,1 мбер/рік; за іншими - 5 мбер/рік у най­ближчому майбутньому.

Можна вважати, що глобальний радіаційний фон від ядерних вибухів, атомної промисловості складає 5 мбер/рік.

Таким чином, сумарна еквівалентна доза від усіх джерел ра­діації для людини у середньому становить 405 мбер/рік (природ­ний радіаційний фон - 115 мбер: 45 - мбер зовнішнє, 40 — мбер внутрішнє опромінення, 30 мбер — космічне проміння та сонячна радіація; техногенний фон — 165 мбер, із них від природних дже­рел - 105 мбер та від штучних джерел - 60 мбер; медичний фон -120 мбер; глобальний фон ядерних випробувань та атомної енер­гетики — 5 мбер. Ця величина змінюється в межах 300—600 мбер.

Потрібно підкреслити, що техногенна діяльність людини збільшила еквівалентну дозу майже вдвічі.

Більшість вчених вважають, шо збільшення щорічної дози до 500 мбер/рік може створити великі проблеми для майбутніх по­колінь людства.

3.4. Надзвичайні ситуації, спричинені

аваріями з викидом хімічних та біологічних

небезпечних речовин

3.4.1. Аварії з викидом СДОР

Однією із причин виникнення НС регіонального масштабу є аварії на виробництвах з викидом СДОР.

Я.І. Бедрій. Безпека життєдіяльності

На хімічно небезпечних виробництвах СДОР можуть бути по­чатковою сировиною, проміжними та побічними продуктами, кінцевим продуктом, а також розчинниками та засобами оброб­ки.

Запаси СДОР зберігаються у цистернах, інших вмістищах, тех­нологічній апаратурі, транспортних засобах.

Аварії з викидом СДОР відбуваються при їх виробництві, пе­реробці, зберіганні (переховуванні) та при транспортуванні.

Крім того, деякі хімічні речовини за певних умов (при по­жежі, вибухах тощо) внаслідок хімічних реакцій можуть утворю вати СДОР.

Великі запаси СДОР розміщені на підприємствах хімічної, целюлозно-паперової, оборонної, нафтопереробної промисло­вості, кольорової та чорної металургії.

Характер можливих хімічно небезпечних аварій залежить від таких чинників:

— фізико-хімічні властивості сировини, напівфабрикатів
та продуктів;

- характер технологічного процесу;

— умови зберігання та транспортування;

- ефективність запобіжних профілактичних засобів. Аварії
можуть відрізнятися масштабами поширення, уражаючими влас­
тивостями, тривалістю дії. Особливі ускладнення виникають у
випадках транспортних аварій при пошкодженнях та руйнуванні
вмістищ, що пов'язане з труднощами своєчасного виявлення ви­
киду чи витоку, а також наступної дегазації.

У народному господарстві великого поширення набуло вико­ристання таких СДОР, як хлор (для знезараження води; при ви­робництві целюлози на виробництво 1 т целюлози потрібно 40 кг хлору), аміак (при виробництві добрив; як холодоагент у холо­дильних установках), сірководень, сірковуглець та ін.

Об'єкти, які виробляють СДОР, використовують їх у про­цесі виробництва, здійснюють їх зберігання, поділяють на 3 сту­пені хімічної небезпеки. Ступінь хімічної небезпеки визначаєть­ся видом СДОР та його сумарною кількістю (табл. 13).

Ступінь хімічної небезпеки дає змогу оцінити його з точки зору хімічної небезпеки для населення, сільськогосподарських тварин і навколишнього середовища та розробити засоби їх за­хисту. На території України у 140 містах та 46 населених пунк-

3. Безпека життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях

тах розташовано 877 хімічно небезпечних об'єктів та 287 000 об'єктів використовують у своєму виробництві СДОР чи їх похідні.

Таблиця 14

 

 

Вид СДОР	Ступнь небезпеки об'єкта, т
Хлор Аміак	250 2500	30-250 500-2500	0,68-50 10-250

Внаслідок аварій із СДОР утворюється зона хімічного-зара-ження та осередок хімічного зараження.

Зона хімічного зараження СДОР включає територію, на яку поширюється хмара СДОР. Площі хімічного зараження СДОР визначаються напрямком і швидкістю вітру та іншими парамет­рами.

Осередок хімічного ураження включає територію, на якій відбулися масові ураження людей, тварин та рослин.

У системі цивільної оборони розроблена «Методика прогно­зування масштабів зараження СДОР при аваріях». Методика дає змогу розрахувати можливу площу хімічного зараження та оці­нити можливі втрати людей.

Існують різноманітні способи та засоби захисту населення при аваріях із СДОР.

3.4.2. Застосування хімічної зброї (ХЗ)

Уперше хімічна зброя була застосована під час першої світової війни. Наприкінці вересня 1914 р. німецька армія (порушивши угоди Гаагських конференцій 1899 та 1907 pp.) використала арти­лерійські хімічні снаряди із подразнювальними отруйними речо­винами (ОР). За час Першої світової війни промисловістю всіх воюючих держав було вироблено близько 180 тис. т ОР, викори­стано на полі бою 125 тис. т. Загальна кількість уражених стано­вила близько 1 млн 300 тис. осіб.

Згодом хімічну зброю використали італійці в Ефіопії у 1935— 1936 pp., де серед усіх 50 тис. загиблих втрати від ОР становили

Я.І. Бедрій. Безпека життєдіяльності

15 тис. Використовувалась хімічна зброя у Китаї у 1937-1943 pp., у В'єтнамі у 1951-1952 pp.

Розрізняють наступні специфічні особливості впливу хімічної зброї на життєдіяльність людини:

- біохімічний характер уражаючої дії ХЗ на живий організм:

- здатність ОР проникати в укриття, техніку, будинки, спо­руди та уражати людей, котрі там перебувають;

- тривалість впливу ОР завдяки їх здатності зберігати пев­ний час свої уражаючі властивості на місцевості, техніці та в ат­мосфері;

- труднощі щодо своєчасного виявлення ознак використан­ня ХЗ;

- необхідність використання для захисту людей та ліквідації наслідків застосування ОР великого та різноманітного комплек­су спеціальних засобів.

ОР можуть потрапляти до організму багатьма шляхами:, — через дихальний апарат;

- крізь шкірний покрив;

- безпосередньо у травний тракт;

- у кров при пораненнях, порізах.

Це зумовлює великі уражаючі властивості ОР. ХЗ зберігається та застосовується у вигляді хімічних боєприпасів:

- артилерійські хімічні снаряди та міни, обладнані рідинни­ми та твердими ОР;

- авіаційні хімічні бомби та касети;

- хімічні фугаси, шашки, гранати та набої.
Ефективнішим є використання хімічних приладів - засобів

багаторазового використання: виливних авіаційних пристроїв та механічних генераторів аерозолю. Останнім досягненням на­уки та техніки стали бінарні хімічні боєприпаси та пристрої. В цих боєприпасах є два компоненти ОР, кожен із яких нетоксич-ний.

Хімічні боєприпаси мають спеціальне забарвлення, маркуван­ня та кодування. В армії США - забарвлення темно-сіре, марку­вання включає тип ОР, модель, шифр та інші відомості. Коду­вання здійснюється за допомогою кольорових кілець: зеленими кільцями позначені боєприпаси, обладнані смертельними ОР (нервовопаралітичні) - 3 кільця; шкірно-наривні - 2 кільця; за-

3. Безпека життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях

гальноотруйні та задушливі - 1 кільце; 1 червоне кільце — боє­припаси, обладнані ОР подразнювальної дії; 2 ч